Metallographie ist ein wissenschaftliches Verfahren, das sich mit der Untersuchung der Mikrostruktur von Metallen und Legierungen befasst. Ziel der Metallographie ist es, die Struktur eines Metalls auf mikroskopischer Ebene zu analysieren, um Aufschluss über seine Eigenschaften, Zusammensetzung und Herstellungsprozesse zu erhalten. Diese Untersuchungen sind essenziell für das Verständnis von Materialeigenschaften, wie Festigkeit, Zähigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit.
Schritte in der Metallographie
Probenvorbereitung:
Schneiden: Ein kleines Stück (Proben) wird aus dem Metall oder der Legierung entnommen.
Einbetten: Die Probe wird in ein geeignetes Material, oft Kunstharz, eingebettet, um sie während der weiteren Bearbeitung zu stabilisieren.
Schleifen und Polieren: Die Probe wird durch eine Reihe von Schleif- und Polierschritten geglättet, um eine ebene und reflektierende Oberfläche zu erhalten, die für die mikroskopische Untersuchung notwendig ist.
Ätzen
Nach dem Polieren wird die Probe in eine ätzende Lösung getaucht, um die Mikrostruktur sichtbar zu machen. Dieser Schritt offenbart die Kornstruktur, Phasenverteilung, Einschlüsse und andere strukturelle Merkmale des Metalls.
Mikroskopische Analyse
Lichtmikroskopie: Die geätzte Probe wird unter einem Lichtmikroskop untersucht, um die Mikrostruktur des Metalls sichtbar zu machen.
Rasterelektronenmikroskopie (REM): Für detailliertere Untersuchungen kann die Probe auch unter einem Elektronenmikroskop analysiert werden, was eine höhere Vergrößerung und Auflösung bietet.
Interpretation und Dokumentation
Die erfassten Bilder und Daten werden analysiert, um die Mikrostruktur des Materials zu interpretieren. Dies kann Aufschluss über die Qualität des Materials, mögliche Herstellungsfehler, den Wärmebehandlungsprozess oder die Eignung des Materials für bestimmte Anwendungen geben.
Anwendungen der Metallographie
Qualitätssicherung: Durch die Analyse der Mikrostruktur können Produktionsfehler, wie Lunker, Risse oder unzureichende Wärmebehandlung, frühzeitig erkannt und behoben werden.
Werkstoffentwicklung: In der Forschung und Entwicklung neuer Legierungen oder metallischer Werkstoffe ist die Metallographie ein zentrales Werkzeug zur Bewertung der Auswirkungen von Legierungselementen und Herstellungsprozessen.
Schadensanalyse: Bei einem Materialversagen (z.B. durch Bruch oder Korrosion) wird die Metallographie eingesetzt, um die Ursachen auf Mikrostrukturebene zu identifizieren.
Mikrostruktur-Charakterisierung: Bestimmung der Korngröße, Phasenanalyse und die Untersuchung von Ausscheidungen oder Einschlüssen, die die Eigenschaften eines Metalls beeinflussen können.
Metallographische Verfahren
Zu den metallographischen Untersuchungsmethoden im erweitertem Sinne zählen die folgenden:
| Verfahren | Beschreibung | Anwendungen | Normen (Beispiel) |
| Makroskopische Analyse | Untersuchung der Gefügestruktur mit bloßem Auge oder geringer Vergrößerung. | Überprüfung von Schweißnähten, Rissprüfungen, Ermittlung von Schichtdicken, und Lunkern. | DIN EN ISO 17639 |
| Mikroskopische Analyse | Untersuchung von Gefügen unter dem Lichtmikroskop bei hoher Vergrößerung. | Bestimmung von Korngröße, Phasenverteilung, Einschlüsse und Poren in Werkstoffen. | ISO 9042, ASTM E112 |
| Rasterelektronenmikroskopie (REM) | Hochauflösende Analyse der Oberflächenstruktur durch Elektronenstrahlen. | Oberflächenanalyse, Korrosionsuntersuchung, Bestimmung chemischer Zusammensetzungen (EDX). | DIN EN ISO 16700 |
| Schliffpräparation | Herstellung von Probenquerschnitten durch Schleifen, Polieren und Ätzen. | Erstellung von Proben für Gefügeanalysen und Härteprüfungen. | DIN EN ISO 6507-1 |
| Härteprüfung (z. B. Vickers) | Punktuelle Härtemessung an metallographischen Proben. | Untersuchung von Gefüge-Härte-Verteilungen und Wärmebehandlungsprozessen. | DIN EN ISO 6507-1, ASTM E384 |
| Mikrohärteprüfung | Härteprüfung an Mikrostrukturen oder dünnen Schichten. | Analyse von Schichten, Phasenhärte und Beschichtungen. | DIN EN ISO 14577 |
| Röntgenbeugung (XRD) | Analyse der Kristallstruktur und Phasen. | Bestimmung von Restspannungen, Phasenanteilen und Texturen. | DIN EN ISO 21432 |
| Korngrößenanalyse | Messung der Korngröße und Verteilung im Gefüge. | Qualitätskontrolle von metallischen Werkstoffen und Bestimmung mechanischer Eigenschaften. | ASTM E112, DIN 50601 |
| Phasenanalyse | Identifikation und Quantifizierung von Phasen in einer Metallprobe. | Untersuchung von Legierungen und Wärmebehandlungsprozessen. | DIN EN ISO 643 |
| Einschlussanalyse | Untersuchung von nichtmetallischen Einschlüssen im Werkstoff. | Qualitätskontrolle bei Stählen und anderen Legierungen. | ASTM E45, ISO 4967 |
| Thermische Gefügeanalyse | Untersuchung von Gefügeveränderungen bei Temperaturbelastung. | Bestimmung der Einsatzfähigkeit von Werkstoffen unter thermischen Bedingungen. | ISO 20482 |
| Image Analysis (Bildanalyse) | Computerbasierte Analyse von Gefügestrukturen. | Automatische Erkennung und Messung von Phasen, Poren, Einschlüssen und Korngrößen. | ISO 9042, ASTM E1245 |
| 3D-Mikroskopie | Untersuchung der Probenoberfläche mit 3D-Bildgebung. | Bestimmung von Oberflächenstrukturen und Volumendefekten. | ISO 251 |
Metallographie Ausbildung
Die echte Ausbildung zum Metallographen; also der Beruf des Metallographen wurde im LETTE VEREIN BERLIN vor über 100 Jahren erfunden. Man kann ihn auch heute nur am Lette Verein und dem Berufskolleg in Solingen erlernen.
Metallographie am Lette-Verein
Der Lette-Verein in Berlin ist eine renommierte Bildungsinstitution, die seit über 150 Jahren berufliche Aus- und Weiterbildung in verschiedenen technischen und kreativen Bereichen anbietet. Eine der Fachrichtungen, die dort gelehrt wird, ist die Metallographie..
Inhalte der Ausbildung:
Materialkunde: Grundlagenwissen über verschiedene Werkstoffe, insbesondere Metalle und Legierungen.
Metallographie: Detaillierte Ausbildung in der Probenvorbereitung, dem Schleifen, Polieren und Ätzen von Metallproben sowie der Analyse der Mikrostrukturen unter dem Mikroskop.
Zerstörende und zerstörungsfreie Prüfverfahren: Neben der Metallographie lernen die Auszubildenden auch andere Prüfverfahren kennen, wie z.B. Zugversuche, Härteprüfungen und Ultraschallprüfungen oder Rasterelektronenmikroskopie.
Bedeutung des Lette-Vereins für die Metallographie
Der Lette-Verein ist eine der wenigen Ausbildungsstätten in Deutschland, die sich so intensiv mit der praktischen Anwendung der Metallographie beschäftigen. Durch die enge Verknüpfung von Theorie und Praxis werden die Absolventen optimal auf eine Tätigkeit in der Industrie vorbereitet, wo Metallographie eine Schlüsselrolle in der Qualitätssicherung und Materialprüfung spielt.
Die Absolventen des Lette-Vereins sind in der Industrie hoch angesehen, da sie fundierte Kenntnisse und praktische Erfahrung in der Metallographie mitbringen. Dies macht sie zu gefragten Fachkräften in der Metall- und Werkstoffbranche. Ein Podcast zur vollschulischen Berufsausbildung bietet der Lette Verein hier.
Metallographie als Weiterbildung
Metallographie wird in Deutschland dennoch an verschiedenen Bildungsinstitutionen unterrichtet, darunter Universitäten, Fachhochschulen, Berufsschulen und spezielle Weiterbildungseinrichtungen. Ein Einblick kann also auch im Rahmen eines Studiums als auch durch spezialisierte Weiterbildungskurse erfolgen.
Universitäten und Fachhochschulen
Universitäten und Fachhochschulen bieten Studiengänge in Materialwissenschaften, Werkstofftechnik oder Metallkunde an, die auch gewisse Bereiche der Metallographie umfassen. Beispiele für Universitäten und Fachhochschulen mit solchen Programmen sind:
Berufsausbildung
In Deutschland gibt es den anerkannten Ausbildungsberuf „Werkstoffprüfer/in“, der unter anderem die Metallographie als kleinen Teil des Ausbildungsinhalts umfasst. Die Ausbildung dauert in der Regel 3,5 Jahre und findet dual statt, also sowohl in einem Ausbildungsbetrieb als auch in der Berufsschule.
.
Weiterbildungseinrichtungen
Für Fachkräfte, die bereits in der Industrie tätig sind, bieten verschiedene Institute und Weiterbildungseinrichtungen spezialisierte Kurse in Metallographie an. Diese Kurse sind oft praxisorientiert und richten sich an Ingenieure, Techniker und Facharbeiter, die ihre Kenntnisse in der Metallanalyse vertiefen möchten.
Anbieter von Weiterbildungskursen:
- Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM)
- Bildungszentren der Industrie- und Handelskammern (IHK)
- Fraunhofer-Institute
- GWP Academy
Betriebliche Weiterbildung
In-House-Training: Viele größere Unternehmen, die in der Metallindustrie tätig sind, bieten ihren Mitarbeitern betriebsinterne Schulungen und Weiterbildungen in Metallographie an. Diese Schulungen sind oft auf die spezifischen Bedürfnisse des Unternehmens zugeschnitten und können praktische Übungen an den firmeneigenen Geräten und Materialien umfassen.
Fachverbände und Konferenzen
Workshops und Seminare: Fachverbände wie die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde (DGM) oder die Gesellschaft für Materialforschung und Prüfung (GMPP) bieten regelmäßig Workshops, Seminare und Tagungen an, die auch Themen der Metallographie behandeln. Diese Veranstaltungen sind eine wertvolle Ressource für die berufliche Weiterbildung und den Austausch mit Fachkollegen.
Leistungen zur Metallographie, wie beispielsweise Normprüfungen finden Sie von unterschiedlichen Anbietern auf ticsonar hier: Metallographie Dienstleistungen